SIMNET

SIMNET var ett stort nätverk med fordonssimulatorer och displayer för distribuerad stridssimulering i realtid: stridsvagnar, helikoptrar och flygplan på ett virtuellt slagfält. SIMNET utvecklades för och användes av den amerikanska militären . SIMNET-utvecklingen började i mitten av 1980-talet, startade 1987 och användes för utbildning tills efterföljande program kom online långt in på 1990-talet.

Ursprung och syfte

Jack Thorpe från Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) såg behovet av nätverksansluten simulering av flera användare . Interaktiv simuleringsutrustning var mycket dyr, och reproducering av träningsanläggningar var likaså dyrt och tidskrävande. I början av 1980-talet DARPA att skapa ett prototypforskningssystem för att undersöka möjligheten att skapa en distribuerad realtidssimulator för stridssimulering. SIMNET, den resulterande applikationen, skulle bevisa både genomförbarheten och effektiviteten av ett sådant projekt (Pimental och Blau 1994).

Att träna med riktig utrustning var extremt dyrt och farligt. Att kunna simulera vissa stridsscenarier och att ha deltagare på distans istället för alla på ett ställe, minskade enormt kostnaderna för träning och risken för personskador (Rheingold 1992). Långdistansnätverk för SIMNET kördes ursprungligen över flera 56 kbit/s uppringda linjer, med hjälp av parallella processorer för att komprimera paket över datalänkarna. Denna trafik innehöll inte bara fordonsdata utan även komprimerad röst.

Företag som utvecklat SIMNET

SIMNET utvecklades av tre företag: Delta Graphics, Inc.; Perceptronics, Inc.; och Bolt, Beranek och Newman (BBN), Inc. Det fanns ingen huvudentreprenör på SIMNET; oberoende kontrakt ingicks direkt med vart och ett av dessa tre företag. BBN utvecklade fordonssimulerings- och nätverksmjukvaran, såväl som annan programvara som artilleri, återförsörjning och halvautomatiska styrkor som ofta används för motsatta styrkor. Delta Graphics, baserat i Bellevue, Washington, utvecklade grafiksystemet och terrängdatabaser. Delta Graphics köptes så småningom av BBN. Perceptronics, baserat i Los Angeles, ansvarade för själva SIMNET-simulatorerna; företagets ingenjörer, personal med mänskliga faktorer och tillverkningsteam designade, utvecklade och byggde över 300 simulatorer med full besättning, integrerade kontroller, ljudsystem och visuella system i de speciella simulatorskalen; de installerade också simulatorerna i ett antal anläggningar i USA och Tyskland, utbildade operatörerna och stödde systemet under flera år. BBN ansvarade för att utveckla den dynamiska simuleringsmjukvaran för var och en av simulatorerna, såväl som den distribuerade nätverkskommunikationsmjukvaran som höll varje simulator informerad om positionen (och annan tillståndsinformation) för andra simulatorer som var inom potentiell siktlinje. den delade virtuella miljön. Varje simulator behöll sin egen kopia av denna virtuella miljö och sände sin egen tillståndsinformation till de andra simulatorerna.

Nätverksframsteg

Eftersom detta var en nätverkssimulering behövde varje simuleringsstation sin egen visning av den delade virtuella miljön . Själva visningsstationerna var modeller av vissa stridsvagns- och flygplanskontrollsimulatorer , och de var konfigurerade för att simulera förhållanden inom det faktiska stridsfordonet. Tanksimulatorerna kunde till exempel rymma en komplett besättning på fyra personer för att förbättra träningens effektivitet. Nätverket utformades för att stödja upp till flera hundra användare samtidigt . Simuleringens trohet var sådan att den kunde användas för att träna för uppdragsscenarier och taktiska repetitioner för operationer som utfördes under USA:s aktioner i Desert Storm 1992 (Robinett 1994).

SIMNET använde konceptet " dead reckoning " för att korrelera objektens och aktörernas positioner i den simulerade miljön. Duncan (Duke) Miller, programansvarig för BBN SIMNET, använde först denna term, som går tillbaka till de tidigaste dagarna av fartygsnavigering, för att förklara hur simulatorer kunde kommunicera information om tillståndsändringar till varandra samtidigt som nätverkstrafiken minimerades. Tillvägagångssättet innebär i huvudsak att beräkna den aktuella positionen för ett objekt från dess tidigare position och hastighet (som är sammansatt av vektor- och hastighetselement) (Pimental och Blau 1994). SIMNET-protokollen förutsatte att närhelst det sanna tillståndet för en simulator avvek med mer än ett visst tröskelvärde från dess tillstånd beräknat genom dödräkning, var simulatorn skyldig att skicka ut ett nytt tillståndsuppdateringsmeddelande.

Användningen av SIMNET-protokoll och SIMNET-baserade träningssystem under det första Gulfkriget visar framgången för SIMNET, och dess arv sågs som ett bevis på att interaktiv virtuell simulering i nätverk i realtid är möjlig för en stor användarpopulation. Senare användes Terrestrial Wideband Network (en höghastighetsavkomling av ARPANET som körde i T1 -hastigheter) för att transportera trafik. Detta nätverk förblev under DARPA efter att resten av ARPANET slogs samman med NSFNet och ARPANET togs ur drift (Rheingold 1992).

Grafiken går framåt

Förutom nätverket var den andra grundläggande utmaningen när SIMNET skapades, grafiksystemens oförmåga att hantera ett stort antal rörliga modeller. Till exempel använde de flesta samtida flygsimulatorer binär rymdpartitionering som är beräkningseffektiv för fasta miljöer eftersom polygonvisningsordningen (dvs deras djupkoherens) kan förberäknas. Även om den är lämplig för flygsimulatorer, som till stor del har en synvinkel ovanför jordens fasta yta, är denna teknik ineffektiv nära marken, där ordningen i vilka polygoner överlagrar varandra ändras med synvinkelns placering. Det är också ineffektivt med ett stort antal rörliga modeller, eftersom att flytta en modell ändrar dess djupkoherens i förhållande till polygonerna som representerar marken.

Däremot är Z-bufferttekniker inte beroende av förberäknad djupkoherens och var därför en viktig möjliggörande teknik för SIMNETs synvinkel på marken och ett stort antal rörliga fordon. Z-buffring är minnesintensiv i förhållande till binär rymdpartitionering men möjliggjordes delvis eftersom kostnaden för RAM vid den tiden hade sjunkit avsevärt i pris.

SIMNET använde Z-buffertskärmar utvecklade av Delta Graphics. Delta Graphics grundades av Drew Johnston (SW-utveckling), Mike Cyrus (President), båda från Boeing Aerospace Company/Graphics Lab, och Jay Beck (CTO och VP), en 3D-grafikkonsult för Softtool Consulting. Grafikprocessorn, GDP, specialutvecklad för SIMNET av Gary Wilson (Sr HW Engineer), vann över existerande Silicon Graphics HW på grund av dess låga kostnad och på grund av dess arkitektur. Det var den första simulatordisplayprocessorn som använde en rambuffert och Z-buffertalgoritmer per visningskanal för att visa den simulerade vyn.

Arméns användning av SIMNET för träning

SIMNET användes aktivt av den amerikanska armén för träning främst i Fort Benning , Fort Rucker och Fort Knox . Ytterligare tillfälliga och permanenta platser var i Fort Leavenworth och Grafenwoehr , Tyskland.

SIMNET uppföljningsprogram

Uppföljningsprotokollen till SIMNET kallades Distributed Interactive Simulation ; det primära uppföljningsprogrammet för amerikanska armén var Close Combat Tactical Trainer (CCTT).

SIMNET-D (Developmental)-programmet använde simuleringssystem utvecklade i SIMNET-programmet för att utföra experiment i vapensystem, koncept och taktik. Det blev programmet Advanced Simulation Technology Demonstration (ADST). Det främjade skapandet av Battle Labs över hela den amerikanska armén , inklusive Mounted Warfare TestBed vid Ft Knox, Ky, Soldier Battle Lab i Ft Benning, GA, Air Maneuver Battle Lab i Ft Rucker, AL, Fires Battle Lab vid Ft Sill, okej.

Ytterligare forskningsprogram efter slutet av SIMNET inkluderade arbete med väder- och terrängförändringar i realtid.

Företag och teknologier grundade baserat på SIMNET-erfarenhet

En av de primära utvecklarna av nätverket för SIMNET, Rolland Waters, grundade RTIME, Inc. 1992, för att tillhandahålla nätverksmotorer till spelindustrin. Sony (SCEA) köpte RTIME år 2000 som grunden för deras PS2 online-spelnätverk. Andra startups från BBN / Delta Graphics-teamet inkluderar:

  • MVRsimulation Inc. (W. Garth Smith), MVRsimulation är ett privatägt litet virtuellt företag som utvecklar programvara och 3D-innehåll för att bygga och rendera 3D-simulerade miljöer.
  • MaK Technologies (John Morrison och Warren Katz), som fortsätter att tillhandahålla simuleringsprogramvara
  • Reality by Design, Inc (Joanne West Metzger och Paul Metzger), programvara och system för simulering och träning
  • Zipper Interactive (Brian Soderberg), som utvecklade SOCOM PS2-spelserien och även köptes av SCEA
  • Wiz!Bang (Drew Johnston), en annan spelutvecklare. Drew Johnston är för närvarande Product Unit Manager (PUM) för Windows Gaming Platform-teamet hos Microsoft.
  • Pimental, K. och Blau, B. (1994). "Lär ditt system att dela." IEEE datorgrafik och applikationer, 14(1), 60
  • Rheingold, H. (1992). Virtuell verklighet, Simon & Schuster, New York, NY
  • Robinett, W. (1994). "Interaktivitet och individuell synvinkel i delade virtuella världar: The Big Screen vs. Networked Personal Displays." Computer Graphics, 28(2), 127
  • Stone, AR (1991). Kommer den verkliga kroppen att stå upp?: Gränsberättelser om virtuella kulturer. I M. Benedikt (Red.), Cyberspace: First Steps (s. 81-118). Cambridge: MIT Press.

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=SIMNET&oldid=1100527586 "